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  近期，索尼半導體解決方案公司（中文簡(jiǎn)稱(chēng)：索尼；英文簡(jiǎn)稱(chēng)：Sony）發(fā)布了一款用于智能手機的直接飛行時(shí)間（dToF）SPAD距離傳感器——IMX611。

  該傳感器采用了索尼自研的SPAD（單光子雪崩二極管）像素構造，可以實(shí)現領(lǐng)先的光子探測率——高達28%。由此，在得以實(shí)現高精度測距性能的同時(shí)，還有助于系統整體功耗的降低。該傳感器將被搭載于智能手機，為那些基于距離信息的新功能以及應用程序（APP）的新價(jià)值創(chuàng )造做出貢獻。

  該SPAD dToF距離傳感器能夠正確地測量與目標物體的距離，可被應用于能見(jiàn)度較差的暗光環(huán)境，有助于提高攝像頭自動(dòng)對焦性能，也可以實(shí)現目標物體的背景虛化、廣角拍攝和遠攝的無(wú)縫切換等功能，從而拓展智能手機的拍攝體驗。同時(shí)，讓三維空間識別、增強現實(shí)（AR）應用、動(dòng)作捕捉、手勢識別等成為可能，隨著(zhù)今后“元宇宙（Metaverse）”的普及，虛擬現實(shí)（VR）頭戴式設備和AR眼鏡的市場(chǎng)需求也將大增，該傳感器還將有望提升此類(lèi)設備的人機交互性能。 

索尼SPAD dToF距離傳感器IMX611

  使用索尼SPAD dToF距離傳感器的應用示例：

                               AR應用

                                    AR地圖

核心功能

  ■ 領(lǐng)先的光子探測率，可實(shí)現高精度、低能耗測距

  該傳感器通過(guò)銅-銅（Cu-Cu）連接方式堆疊了背照式SPAD像素芯片（上層）和搭載了信號處理電路的邏輯芯片（下層）——實(shí)現每一個(gè)像素與電路的連接。通過(guò)在像素層的下方部署電路層，確保開(kāi)口率的同時(shí)，實(shí)現了SPAD微小的像素尺寸（10μm）。此外，索尼還在像素方面進(jìn)行了如下優(yōu)化：

  在光入射面上設置凹凸結構，通過(guò)讓入射光衍射來(lái)提高吸光率；

  通過(guò)優(yōu)化像素內雪崩區域的設計，有效地產(chǎn)生倍增現象。

            索尼SPAD dToF距離傳感器結構圖

得益于上述索尼自研的像素結構，在目前廣泛普及的940 nm波長(cháng)的智能手機VCSEL光源下，該SPAD圖像傳感器實(shí)現了領(lǐng)先的光子探測率（28%），能夠高精度測距的同時(shí)，減少了系統整體的耗電量。

  ■ 索尼自研的信號處理功能，讓系統整體開(kāi)發(fā)更簡(jiǎn)易

  通過(guò)在SPAD dToF距離傳感器內的邏輯芯片中內置索尼自研的信號處理功能，將從SPAD像素取得的原始RAW信息轉換為距離信息之后輸出。上述整個(gè)過(guò)程在該傳感器內部即可完成，這樣可以減輕后期處理的負擔，從而簡(jiǎn)化智能手機系統整體的開(kāi)發(fā)。